JPS58273B2 - インバ−タ装置 - Google Patents
インバ−タ装置Info
- Publication number
- JPS58273B2 JPS58273B2 JP52074011A JP7401177A JPS58273B2 JP S58273 B2 JPS58273 B2 JP S58273B2 JP 52074011 A JP52074011 A JP 52074011A JP 7401177 A JP7401177 A JP 7401177A JP S58273 B2 JPS58273 B2 JP S58273B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- harmonic
- transformer
- voltage
- inverter device
- inverter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、直流電力を交流電力に変換するインバータ装
置において、第１および第２のインバータより、変圧器
回路を介して合成出力電圧を取り出すようにしたインバ
ータ装置に関するものである。
置において、第１および第２のインバータより、変圧器
回路を介して合成出力電圧を取り出すようにしたインバ
ータ装置に関するものである。
従来のインバータ装置において、インバータ出力電圧に
含まれる高調波成分、特に低次高調波成分を抑制するた
めに、単相インバータを変圧器回路を介して、合成出力
電圧を取り出すことが行なわれていた。
含まれる高調波成分、特に低次高調波成分を抑制するた
めに、単相インバータを変圧器回路を介して、合成出力
電圧を取り出すことが行なわれていた。
第１図は、その基本的概念図であり単相インバータを同
図の１を基準として、３０°。
図の１を基準として、３０°。
６０°、９０°、１２０°、１５０°と遅らせた単相の
ユニットインバータ１〜６があり、その出力を変圧器回
路７〜１２を介して、同図のように結線を行なう。
ユニットインバータ１〜６があり、その出力を変圧器回
路７〜１２を介して、同図のように結線を行なう。
第２図は、それの基本波ベクトル図である。このように
結線した場合のＲ−Ｎ間の電圧は下記（１）式のように
なる。
結線した場合のＲ−Ｎ間の電圧は下記（１）式のように
なる。
但し、ｋｎ＝１／２（１＋２／√３ｃｏｓｎ−π／６）
ｎ＝１，３，５・・・ここでｎは奇数しかとらないため
、ｋは ｎ＝１．１２ｍ±１ のとき ｋｎ＝１ｎ＝１２
ｍ−７，１２ｍ−５のとき ｋｎ＝０ｎ＝３（３ｍ−１
） のとき ｋｎ＝１／２よって第５．第７お
よびそれに１２の倍数を加えた調波が消えるが、第１１
．第１３調波およびそれに１２の倍数を加えた調波はそ
のまゝ残る。
ｎ＝１，３，５・・・ここでｎは奇数しかとらないため
、ｋは ｎ＝１．１２ｍ±１ のとき ｋｎ＝１ｎ＝１２
ｍ−７，１２ｍ−５のとき ｋｎ＝０ｎ＝３（３ｍ−１
） のとき ｋｎ＝１／２よって第５．第７お
よびそれに１２の倍数を加えた調波が消えるが、第１１
．第１３調波およびそれに１２の倍数を加えた調波はそ
のまゝ残る。
（第３およびその倍数調波は線間で消える。
）第３図は、各ユニットインバータの構成図を概念的に
示したもので、Ｘ、Ｘ、Ｙ、Ｙはそれぞれ半導体スイッ
チで横形化したスイッチである。
示したもので、Ｘ、Ｘ、Ｙ、Ｙはそれぞれ半導体スイッ
チで横形化したスイッチである。
第４図は、この回路の動作を説明した図で、信号Ｘ’、
Ｘ´、Ｙ’、Ｙ’がそれぞれ存在するときは、それに対
応するスイッチＸ、Ｘ、Ｙ、Ｙは「オン」の状態にあり
、信号が零のときは、スイッチは「オフ」となる。
Ｘ´、Ｙ’、Ｙ’がそれぞれ存在するときは、それに対
応するスイッチＸ、Ｘ、Ｙ、Ｙは「オン」の状態にあり
、信号が零のときは、スイッチは「オフ」となる。
信号Ｘ′とＸ´あるいは、Ｙ′とＹ´は、それぞれ相補
の関係にあり、信号が同時に存在することはない。
の関係にあり、信号が同時に存在することはない。
従って、ブリッジインバータのスイッチＸ、Ｘを含むア
ーム、およびＹ、Ｙを含むアームが直流電源Ｅの短絡回
路を形成することはない。
ーム、およびＹ、Ｙを含むアームが直流電源Ｅの短絡回
路を形成することはない。
信号Ｘ′とＹ′が存在する期間と信号Ｘ′とＹ′が存在
する期間では、負荷Ｚにかゝる電圧の極性が異なる。
する期間では、負荷Ｚにかゝる電圧の極性が異なる。
すなわち、負荷Ｚには、交流電圧が印加される。
第２図ｅは、この負荷Ｚにかゝる電圧を示したものであ
る。
る。
信号Ｘ′とＹ’、あるいはＹ′とＹ′が同時に存在する
期間θを変えることにより、直流電圧ｅの実効値の調整
ができる。
期間θを変えることにより、直流電圧ｅの実効値の調整
ができる。
以上の方法で、インバータの出力電圧を調節でき、第３
．第５．第７．第９などの低次調波成分が０となるが、
この従来の方法の欠点とし、主回路に用いられる半導体
スイッチが２４本必要で、比較的大容量のインバータ装
置でないと、大巾なコストアップになる。
．第５．第７．第９などの低次調波成分が０となるが、
この従来の方法の欠点とし、主回路に用いられる半導体
スイッチが２４本必要で、比較的大容量のインバータ装
置でないと、大巾なコストアップになる。
また、線間電圧の第１１゜第１３調波が全く減衰されず
に出力されるため、この交流電圧を正弦化するためのフ
ィルタもあまり小さな物が使用できない。
に出力されるため、この交流電圧を正弦化するためのフ
ィルタもあまり小さな物が使用できない。
これは装置の大形化、重量化するばかりでなく電圧の過
渡特性の劣化、効率の低下など、電気的にも悪い結果を
もたらしている。
渡特性の劣化、効率の低下など、電気的にも悪い結果を
もたらしている。
また、変圧器として、２種類の単相変圧器が必要となる
が、これらに、一般に使われる３相トランスに比べ特殊
の部類に入るため、コストが割高になる欠点があった。
が、これらに、一般に使われる３相トランスに比べ特殊
の部類に入るため、コストが割高になる欠点があった。
本発明は、これらの欠点を改善するために、基本波交流
電圧の半周期の間に、複数のパルスを発止するような第
１．第２のインバータを変圧器回路を介して、合成出力
電圧を取り出すようにしたインバータ装置に関するもの
である。
電圧の半周期の間に、複数のパルスを発止するような第
１．第２のインバータを変圧器回路を介して、合成出力
電圧を取り出すようにしたインバータ装置に関するもの
である。
第５図は、本発明の詳細な説明するための図で、Ｘ１、
Ｘ１、Ｙ１、Ｙ１＋Ｚ１、Ｚ１．Ｘ２、Ｘ２、Ｙ２．Ｙ
２、Ｘ２．Ｘ２は、それぞれ半導体スイッチを模擬した
もの、１３．１４は変圧器回路である。
Ｘ１、Ｙ１、Ｙ１＋Ｚ１、Ｚ１．Ｘ２、Ｘ２、Ｙ２．Ｙ
２、Ｘ２．Ｘ２は、それぞれ半導体スイッチを模擬した
もの、１３．１４は変圧器回路である。
第６図は、このアームＸ１、 Ｘ１の動作を説明した図
であり、信号Ｘ′１．Ｘ′１がそれぞれ存在するときは
、それに対応するスイッチＸ１． Ｘ１は、「オン」の
状態にあり、信号が零のときはスイッチは「オフ」とな
る。
であり、信号Ｘ′１．Ｘ′１がそれぞれ存在するときは
、それに対応するスイッチＸ１． Ｘ１は、「オン」の
状態にあり、信号が零のときはスイッチは「オフ」とな
る。
信号、Ｙ′１とＸ´１は、それぞれ相補の関係にあり、
信号が同時に存在することはない。
信号が同時に存在することはない。
ｅｌは理論中心点ＮＯとＵｌとの電位差である。
基本波交流の半サイクル内の転流回数を２ｎ回とし、そ
の転流位置は、基本波交流の半サイクルの中心９０°、
２７０°に対し、対称となるようにし、半周期ごとに出
力電圧の正負が逆転するようにすると、各転流位置Ａｋ
、Ｂｋ、Ｃｋ、Ｄｋは、次の関係になる。
の転流位置は、基本波交流の半サイクルの中心９０°、
２７０°に対し、対称となるようにし、半周期ごとに出
力電圧の正負が逆転するようにすると、各転流位置Ａｋ
、Ｂｋ、Ｃｋ、Ｄｋは、次の関係になる。
このパルス幅変調型インバータにおいて、理論中性点Ｎ
Ｃから測った交流電圧ｅの各調波成分の波高値Ｅ（２ｍ
−１）は、次の（４）式で表わされる。
Ｃから測った交流電圧ｅの各調波成分の波高値Ｅ（２ｍ
−１）は、次の（４）式で表わされる。
（４）式において、（２ｍ−１）は、各調波の次数であ
る。
る。
（ｍ＝１．２．３・・・）この（４）式において、ｎ−
２とし、第５調波を０にしながら、基本波交流電圧の大
きさを変化させたときのＡ１．Ａ２の値を第７図に示す
。
２とし、第５調波を０にしながら、基本波交流電圧の大
きさを変化させたときのＡ１．Ａ２の値を第７図に示す
。
ここで、（Ｙ１．Ｙ１）（Ｚ１．Ｚ１）の半導体スイッ
チを（Ｘ１．Ｘ１、）の制御信号（Ｙ′１．Ｙ′１）に
比べ、各々１２０°、２４０°ずらすように制御するこ
とにより、３の倍数調波を除去することが可能である。
チを（Ｘ１．Ｘ１、）の制御信号（Ｙ′１．Ｙ′１）に
比べ、各々１２０°、２４０°ずらすように制御するこ
とにより、３の倍数調波を除去することが可能である。
このようにすることにより、Ｕｌ−Ｙ１間、Ｖｌ−Ｗ１
間、Ｗｌ−Ｕ１間に含まれる最低次の高調波は第７調波
となる。
間、Ｗｌ−Ｕ１間に含まれる最低次の高調波は第７調波
となる。
各線間に含まれる高調波成分及び基本波成分を第８図に
示す。
示す。
第８図をみてもわかるように、第７調波成分が比較的大
きいので、この第７調波成分を主に抑制するために、Ｘ
２．Ｘ２．Ｙ２．Ｙ２．Ｘ２．Ｘ２をＸ１゜Ｘ１、Ｙ１
、Ｙ１、Ｚ１、Ｚ１に比べΔψ＝１８０°−１８０°／
７前後ずらす。
きいので、この第７調波成分を主に抑制するために、Ｘ
２．Ｘ２．Ｙ２．Ｙ２．Ｘ２．Ｘ２をＸ１゜Ｘ１、Ｙ１
、Ｙ１、Ｚ１、Ｚ１に比べΔψ＝１８０°−１８０°／
７前後ずらす。
この２つの電圧を変圧器回路１３．１４を介し、合成出
力電圧を得る。
力電圧を得る。
このときの基本波ベクトルを第９図に示す。
第１０図は、本発明の他の実施例であり、Ｘ１゜Ｘ１、
Ｙ１、Ｙ１、Ｚ１、Ｚ１、Ｘ２、Ｘ２、Ｙ２、Ｙ２、Ｘ
２．Ｘ２の半導体スイッチの制御信号は、先に説明した
第５図の半導体スイッチの制御信号と全く同じである。
Ｙ１、Ｙ１、Ｚ１、Ｚ１、Ｘ２、Ｘ２、Ｙ２、Ｙ２、Ｘ
２．Ｘ２の半導体スイッチの制御信号は、先に説明した
第５図の半導体スイッチの制御信号と全く同じである。
このようにすることにより、Ｕ３−Ｕ４間、Ｖ３−Ｖ４
間、Ｗ３−Ｗ４間の出力電圧には第５調波は、はとんど
含まれず、第７調波も減衰されたものが得られる。
間、Ｗ３−Ｗ４間の出力電圧には第５調波は、はとんど
含まれず、第７調波も減衰されたものが得られる。
これを変圧器回路１５を通すことにより、第３の倍数調
波を含まない出力電圧を得ることができる。
波を含まない出力電圧を得ることができる。
このとき変圧器回路１５は３の倍数調波による電流が同
方向に流れるため、４脚鉄心をもつような変圧器である
。
方向に流れるため、４脚鉄心をもつような変圧器である
。
また、本発明はΔψを固定にすることにより説明を行な
ったが、交流出力電圧が大きいときは、Δψ＝１８０°
−（１８０°／１１〜１８０°／１３）とし、主に第１
１、第１３調波を抑制するようにし、交流出力電圧が小
さいときはΔψ＝１８０°／７前後とし、第７調波を０
にするようにΔψを可変にすることによって、さらに高
調渡分の減少をはかることができる。
ったが、交流出力電圧が大きいときは、Δψ＝１８０°
−（１８０°／１１〜１８０°／１３）とし、主に第１
１、第１３調波を抑制するようにし、交流出力電圧が小
さいときはΔψ＝１８０°／７前後とし、第７調波を０
にするようにΔψを可変にすることによって、さらに高
調渡分の減少をはかることができる。
また、第５図、第１０図の三相変圧器の代わりに単相変
圧器を用いても同じように実現できる。
圧器を用いても同じように実現できる。
以上のような構成をもつインバータ装置においては、従
来の多重型インバータ装置に比べ、主回路素子の数が減
るのみならず、出力電圧に含まれる高調波成分も大幅に
減るため、出力電圧を正弦化するためのフィルタも小さ
くなり、価格、重量も小さくなる。
来の多重型インバータ装置に比べ、主回路素子の数が減
るのみならず、出力電圧に含まれる高調波成分も大幅に
減るため、出力電圧を正弦化するためのフィルタも小さ
くなり、価格、重量も小さくなる。
また、出力側に用いられる変圧器も、出力側に２巻線を
もつ複雑な単相トランスではなく、通常、使われる単相
または３相トランスですむ。
もつ複雑な単相トランスではなく、通常、使われる単相
または３相トランスですむ。
このような構造、価格的長所の他に基本波電圧の半周期
の間に複数回転流を行なうため、ｆｅｅｄｂ‐ａｃｋ制
御的の無駄時間の減少、フィルタ部の小形化により、過
度応答の向上など電気的特性も向上したインバータ装置
が得られる。
の間に複数回転流を行なうため、ｆｅｅｄｂ‐ａｃｋ制
御的の無駄時間の減少、フィルタ部の小形化により、過
度応答の向上など電気的特性も向上したインバータ装置
が得られる。
第１図は、従来から使われてきた多重インバータの構成
図、第２図は、その接続のしかたを説明するための図、
第３図は、第１図に使われているユニットインバータの
構成図。 第４図は、第３図に使われる半導体スイッチの制御信号
例、第５図は、本発明の一実施例を示す構成図、第６図
は、第５図に使われている半導体スイッチ制御信号例、
第７図は第６図を説明するための図、第８図は、線間に
あられれる各調波成分を示した図、第９図は、第５図の
接続のしかたを説明するための図。 第１０図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 図中、１〜６はユニットインバータ、７〜１５は変圧器
、ｅ、Ｃ１〜Ｃ６・・・・・・交流出力電圧、ＲｌＴ、
Ｓ・・・・・・３相出力、Ｎ・・・・・・中性点、Ｅ・
・・・・・直流電源、Ｘ、Ｘ、Ｙ、Ｙ、Ｘｌ、Ｘｌ、Ｙ
ｌ、Ｙｌ、Ｚｌ。 Ｚｌ、Ｘ２、Ｘ２、Ｙ２．Ｙ２、Ｚ２、Ｚ２・・・・半
導体スイッチ、Ｘ′、Ｘ´、Ｙ’、Ｙ´、Ｘ’１、Ｘ’
１・・・・・・半導体スイッチ制御信号、θ・・・・・
・パルス幅、Ｌ・・・・・負荷、Ａ１−Ａ２ Ｂ１−Ｂ
２ Ｃ１〜Ｃ２Ｄ１〜Ｄ２・・・・・・転流位置を示す
。
図、第２図は、その接続のしかたを説明するための図、
第３図は、第１図に使われているユニットインバータの
構成図。 第４図は、第３図に使われる半導体スイッチの制御信号
例、第５図は、本発明の一実施例を示す構成図、第６図
は、第５図に使われている半導体スイッチ制御信号例、
第７図は第６図を説明するための図、第８図は、線間に
あられれる各調波成分を示した図、第９図は、第５図の
接続のしかたを説明するための図。 第１０図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 図中、１〜６はユニットインバータ、７〜１５は変圧器
、ｅ、Ｃ１〜Ｃ６・・・・・・交流出力電圧、ＲｌＴ、
Ｓ・・・・・・３相出力、Ｎ・・・・・・中性点、Ｅ・
・・・・・直流電源、Ｘ、Ｘ、Ｙ、Ｙ、Ｘｌ、Ｘｌ、Ｙ
ｌ、Ｙｌ、Ｚｌ。 Ｚｌ、Ｘ２、Ｘ２、Ｙ２．Ｙ２、Ｚ２、Ｚ２・・・・半
導体スイッチ、Ｘ′、Ｘ´、Ｙ’、Ｙ´、Ｘ’１、Ｘ’
１・・・・・・半導体スイッチ制御信号、θ・・・・・
・パルス幅、Ｌ・・・・・負荷、Ａ１−Ａ２ Ｂ１−Ｂ
２ Ｃ１〜Ｃ２Ｄ１〜Ｄ２・・・・・・転流位置を示す
。
Claims (1)
- １ 交流出力基本波電圧の１サイクル巾に基本波の５倍
の周波数で転流を行ない、第５調波を実用上充分少ない
値に消去するように構成され相互に１２０°づつずれた
３相関係で動作する８台の単相インバータの第１のグル
ープ、および第２のグループを有し、上記第１と第２の
グループの出力をトランスによりベクトル的に合成した
出力を利用するようにしたインバータ装置において、消
去されていない第７以上の高調波がトランスの出力側で
、消去または減少するように、第１および第２のグルー
プの相互の位相差Δφを交流出力電圧の大きさに応じて
変化させ、高調波含有量を少なくするようにしたことを
特徴とするインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52074011A JPS58273B2 (ja) | 1977-06-21 | 1977-06-21 | インバ−タ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52074011A JPS58273B2 (ja) | 1977-06-21 | 1977-06-21 | インバ−タ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS548830A JPS548830A (en) | 1979-01-23 |
| JPS58273B2 true JPS58273B2 (ja) | 1983-01-06 |
Family
ID=13534711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52074011A Expired JPS58273B2 (ja) | 1977-06-21 | 1977-06-21 | インバ−タ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58273B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3446307A1 (de) * | 1983-12-21 | 1985-07-04 | Honeywell Gmbh, 6050 Offenbach | Verfahren und schaltungsanordnung zur erzeugung von sinusschwingungen |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740742B2 (ja) * | 1974-04-09 | 1982-08-30 |
-
1977
- 1977-06-21 JP JP52074011A patent/JPS58273B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS548830A (en) | 1979-01-23 |
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